Curva I - V con Arduino: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Decidí crear una curva I – V de leds. Pero solo tengo un multímetro, así que creé un medidor I-V simple con Arduino Uno.

De Wiki: Una característica de corriente-voltaje o curva I-V (curva de corriente-voltaje) es una relación, típicamente representada como un cuadro o gráfico, entre la corriente eléctrica a través de un circuito, dispositivo o material, y el voltaje correspondiente, o diferencia de potencial a través de él.

Paso 1: Lista de materiales

Para este proyecto, necesitará:

Arduino Uno con cable USB

protoboard y cable duponts

leds (usé leds rojos y azules de 5 mm)

resistencia de caída (resistencia de derivación) - Decidí 200 ohmios (para 5 V es la corriente máxima de 25 mA)

resistencias o potenciómetro, uso una combinación de resistencias: 100k, 50k, 20k, 10k, 5k, 2.2k, 1k, 500k

Paso 2: circuito

El circuito consta de un led de prueba, una resistencia de derivación (R_drop) para medir la corriente. Para cambiar la caída de voltaje y la corriente, utilizo varias resistencias (R_x).

El principio básico es:

• obtener la corriente total I en el circuito
• obtener una caída de voltaje en el LED de prueba Ul

Corriente total I

Para obtener la corriente total, mido la caída de voltaje Ur en la resistencia de derivación. Utilizo pines analógicos para eso. Mido voltaje:

• U1 entre GND y A0
• U2 entre GND y A2

Diferentes de estos voltajes son la caída de voltaje igual en la resistencia de derivación: Ur = U2-U1.

La corriente total I es: I = Ur / R_drop = Ur / 250

Caída de tensión Ul

Para obtener una caída de voltaje en el led, resto U2 del voltaje total U (que debería ser 5V): Ul = U - U2

Paso 3: Código

flotador U = 4980; // voltaje entre GND y arduino VCC en mV = voltaje total

flotador U1 = 0; // 1 sonda

flotador U2 = 0; // 2 sonda

flotar Ur = 0; // caída de voltaje en la resistencia de derivación

flotador Ul = 0; // caída de tensión en el led

flotar I = 0; // corriente total en circuito

flotador R_drop = 200; // resistencia de la resistencia cerrada

configuración vacía ()

{

Serial.begin (9600);

pinMode (A0, ENTRADA);

pinMode (A1, ENTRADA);

}

bucle vacío ()

{

U1 = flotar (analogRead (A0)) / 1023 * U; // obtener voltaje entre GND y A0 en milivoltios

U2 = flotar (analogRead (A1)) / 1023 * U; // obtener voltaje entre GND y A1 en milivoltios

Ur = U2-U1; // caída de voltaje en la resistencia de derivación

I = Ur / R_drop * 1000; // corriente total en microAmps

Ul = U-U2; // caída de tensión en el led

Serial.print ("1");

Serial.print (U1);

Serial.print ("2");

Serial.print (U2);

Serial.print ("////");

Serial.print ("caída de voltaje en la resistencia de derivación:");

Serial.print (Ur);

Serial.print ("caída de tensión en el led:");

Serial.print (Ul);

Serial.print ("corriente total:");

Serial.println (I);

// pausa

retraso (500);

}

Paso 4: prueba

Estoy probando 2 leds, rojo y azul. Como puede ver, el LED azul tiene un voltaje de rodilla mayor, y es por eso que el LED azul necesita que el LED azul comience a soplar alrededor de 3 Voltios.

Paso 5: Prueba de resistencia

Hago curva I - V para resistencia. Como puede ver, el gráfico es lineal. Los gráficos muestran que la ley de Ohm funciona solo para resistencias, no para leds. Calculo la resistencia, R = U / I. Las medidas no son precisas en valores de corriente bajos, porque el convertidor analógico-digital en Arduino tiene resolución:

5V / 1024 = 4.8 mV y corriente -> 19.2 microAmps.

Creo que los errores de medición son:

• Los contenidos de la placa de pruebas no son supercontactos y cometen algunos errores de voltaje.
• Las resistencias usadas tienen alrededor del 5% de variedad en resistencia.
• Los valores de ADC de lectura analógica oscilan